24-25学年物理(人教版)选择性必修三精品课件：3.2 热力学第一定律.pptx

第三章热力学定律;;知识点一热力学第一定律;3.单纯对一个热力学系统传热10J,系统的内能如何变化?变化多少?;知识点二热力学第一定律的应用;小试身手;探究一热力学第一定律;答案:气体体积不变,外界对其做功W=0,气体吸收热量Q=50J,内能增加50J.;答案:外界对气体做功,故W=50J,气体向外界放热,Q=-30J,代入ΔU=Q+W可得ΔU=20J.这说明气体的内能增加了20J.;过程建构;(3)对公式ΔU=Q+W中ΔU、Q、W符号的规定.;2.应用ΔU=Q+W时的三种特殊情况:

(1)若过程是绝热的,即Q=0,则ΔU=W,系统内能的变化量等于外界对系统做的功.

(2)若过程中不做功,即W=0,则ΔU=Q,系统内能的变化量等于系统从外界吸收的热量.

(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则W=-Q(或Q=-W),外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功).;【典例1】一定质量的气体,在被压缩的过程中外界对气体做功300J,但这一过程中气体的内能减少了300J,气体在此过程中是吸热还是放热?吸收或放出多少热量?;应用热力学第一定律解题的思路;探究二热力学第一定律的应用;2.A→B、C→D过程中,气体对外界做功还是外界对气体做功?;过程建构;2.几种常见的气体变化过程.

(1)绝热过程:过程是绝热的,即Q=0,W=ΔU,外界对气体做的功等于气体内能的变化量.

(2)等容过程:在该过程中气体不做功,即W=0,则Q=ΔU,气体吸收的热量等于气体内能的变化量.

(3)等温过程:在过程的始末状态,理想气体的内能相等,即ΔU=0,则W+Q=0或W=-Q,表示气体吸收的热量全部用来对外做功或外界对气体所做的功全部转换为热量放出.;【典例2】(多选)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如p-V图中从a到b的直线所示.在此过程中();答案:BC;【典例3】下图是用导热性能良好的材料制成的气体实验装置,开始时封闭的空气柱长度为22cm,现在用竖直向下的外力F压缩气体,使封闭空气柱长度变为2cm,人对系统做功100J,大气压强p0=1×105Pa,不计活塞重力,活塞的横截面积S=1cm2.;解析:(1)p0=1×105Pa,

缓慢压缩气体,气体温度不变,由玻意耳定律得

p0V0=pV,

V0=l0S,V=lS,l0=22cm,l=2cm,

代入数据解得p=1.1×106Pa.

(2)大气压力对系统做功

W1=p0S(l0-l)=2J,

人对系统做功W2=100J,

由热力学??一定律得

ΔU=W1+W2+Q,

其中Q=-20J,

解得ΔU=82J.;?;课堂评价;2.水枪是孩子们喜爱的玩具,下图是常见气压式水枪储水罐的示意图.从储水罐充气口充入气体,达到一定压强后,关闭充气口,扣动扳机将阀门M打开,水就会从枪口喷出.罐内气体可看作理想气体,在水不断喷出的过程中,若罐内气体的温度不变,则();答案:C;3.下图是密闭的汽缸,汽缸内密封一定量的理想气体.外力推动活塞P压缩气体,对缸内气体做功800J,同时气体向外界放热200J,则缸内气体的();答案:A;情境爆米花酥脆可口、老少皆宜,是许多人喜爱的休闲零食.一种老式制作爆米花的装置如图所示,玉米在铁质的密闭容器内被加热,封闭气体被加热成高温高压气体,当打开容器盖后,“砰”的一声气体迅速膨胀,压强急剧减小,玉米粒就“爆炸”成了爆米花.已知环境温度为t1=27℃,大气压强为p0,加热结束密闭容器打开前的气体压强达到4p0.;答案:(1)927℃(2)减少减少了35kJ